JP5952656B2 - Manufacturing method of glass preform for optical fiber - Google Patents

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本発明は、光ファイバ用ガラス母材の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a glass preform for an optical fiber.

光ファイバ用ガラス母材は、例えば、VAD法で作製した石英ガラスロッドの表面に、石英ガラス微粒子を堆積させて外付けすることで、光ファイバ用石英多孔質母材とし、これを焼結処理して透明ガラス化することで、製造できる。さらに通常は、石英ガラス微粒子の堆積直前に、石英ガラスロッドの表面を火炎によりエッチング処理して、異物を除去する。   The optical fiber glass base material is, for example, deposited on the surface of a silica glass rod manufactured by the VAD method and deposited externally to form a silica porous base material for optical fiber, which is sintered. And can be produced by forming into a transparent glass. Further, usually, immediately before the deposition of the quartz glass fine particles, the surface of the quartz glass rod is etched with a flame to remove foreign matters.

前記エッチング処理は、通常、石英ガラスロッドの長手方向に沿って、火炎を生成するトーチ又はバーナを前記ロッドに対して相対移動させることで行う。そして、火炎としては、プラズマ火炎又は酸水素火炎が利用される。特に、プラズマ火炎は、酸水素火炎とは異なり生成時に水素ガスを用いる必要がない(特許文献1参照)ため、エッチング処理時に水が発生せず、石英ガラスロッドのエッチング処理面における水酸基(−OH)の残存を低水準に抑制できるという利点を有する。水酸基の残存が抑制されると、得られる光ファイバは、これに起因する伝送損失(以下、OH損失と略記することがある)が低減され、より好ましい光学特性を有する。   The etching process is usually performed by moving a torch or a burner that generates a flame relative to the rod along the longitudinal direction of the quartz glass rod. And as a flame, a plasma flame or an oxyhydrogen flame is utilized. In particular, unlike an oxyhydrogen flame, a plasma flame does not require the use of hydrogen gas during generation (see Patent Document 1). Therefore, water is not generated during the etching process, and the hydroxyl group (—OH) on the etching surface of the quartz glass rod is not generated. ) Can be suppressed to a low level. When the remaining hydroxyl group is suppressed, the resulting optical fiber has reduced transmission loss (hereinafter sometimes abbreviated as OH loss) due to this, and has more preferable optical characteristics.

一方、石英ガラスロッドでのエッチング量が目的値に到達するように、十分にエッチングするためには、火炎の種類によらず、上記のエッチング処理を一回だけでなく、二回以上(複数回)繰り返して行うことが必要になることがある。   On the other hand, in order to perform sufficient etching so that the amount of etching with the quartz glass rod reaches the target value, the above etching treatment is performed not only once but two or more times (multiple times) regardless of the type of flame. ) It may be necessary to repeat.

特公平4−79981号公報Japanese Patent Publication No. 4-79981

しかし、上記のエッチング処理を複数回繰り返して行った場合、石英ガラスロッドの長手方向においてエッチング量にばらつきが生じ、エッチング処理後の石英ガラスロッドは、長手方向において外径が大きく変動することがあるという問題点があった。このように外径が変動している石英ガラスロッドのエッチング処理面に、石英ガラス微粒子を堆積させた場合、該微粒子の堆積量は、外径が細い部位では少なくなり、外径が太い部位では多くなる傾向にある。その結果、最終的に得られた光ファイバ用ガラス母材は、コアの外径とクラッドの外径との比(コアの外径/クラッドの外径)が、その長手方向において大きく変動してしまうため、これから得られる光ファイバも同様に、コアの外径とクラッドの外径との比が、その長手方向において大きく変動しているものとなってしまう。このような光ファイバは、カットオフ波長の変動量が大きく、望ましくない光学特性を有するものとなってしまう。   However, when the above etching process is repeated a plurality of times, the etching amount varies in the longitudinal direction of the quartz glass rod, and the quartz glass rod after the etching process may vary greatly in the outer diameter in the longitudinal direction. There was a problem. When the silica glass fine particles are deposited on the etched surface of the quartz glass rod having the outer diameter fluctuating in this way, the amount of the fine particles deposited decreases at a portion having a small outer diameter, and at a portion having a large outer diameter. It tends to increase. As a result, in the finally obtained optical fiber glass preform, the ratio of the outer diameter of the core to the outer diameter of the cladding (the outer diameter of the core / the outer diameter of the cladding) varies greatly in the longitudinal direction. Therefore, the ratio of the outer diameter of the core and the outer diameter of the clad in the optical fiber obtained from the optical fiber varies greatly in the longitudinal direction. Such an optical fiber has a large amount of fluctuation of the cutoff wavelength, and has undesirable optical characteristics.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、石英ガラスロッドを、その長手方向において、表面のエッチング量の変動を抑制してエッチング処理する工程を有する、光ファイバ用ガラス母材の製造方法を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and is a method for manufacturing a glass preform for an optical fiber, which includes a step of etching a quartz glass rod while suppressing fluctuations in the etching amount of the surface in the longitudinal direction. It is an object to provide a method.

上記課題を解決するため、
本発明は、石英ガラスロッドの表面を火炎でエッチング処理した後、該エッチング処理面に石英ガラス微粒子を堆積させて光ファイバ用石英多孔質母材とし、該光ファイバ用石英多孔質母材を透明ガラス化する工程を有する、光ファイバ用ガラス母材の製造方法であって、前記エッチング処理は、前記石英ガラスロッドに対して、その長手方向に沿って、前記火炎を生成するトーチを一方向のみに複数回相対移動させ、前記トーチの前記石英ガラスロッドに対する相対移動を、前記石英ガラスロッドの一端から開始して、他端へ向けて行うことを特徴とする光ファイバ用ガラス母材の製造方法を提供する。
かかる製造方法によれば、石英ガラスロッドは、その長手方向において表面のエッチング量(外径)の変動が抑制され、得られた光ファイバ用ガラス母材は、その長手方向において、コアの外径とクラッドの外径との比(コアの外径/クラッドの外径)の変動が抑制される。そして、かかる母材から得られた光ファイバは、カットオフ波長の変動値が抑制される。
本発明の光ファイバ用ガラス母材の製造方法においては、前記エッチング処理は、前記石英ガラスロッドに対して、その長手方向に沿って、前記火炎を生成するトーチを一方向のみに複数回相対移動させ、一回の相対移動で、前記石英ガラスロッドの一端から他端まで、前記トーチを相対移動させることで行うことが好ましい。
To solve the above problem,
In the present invention, after the surface of the quartz glass rod is etched with a flame, quartz glass fine particles are deposited on the etched surface to form a quartz porous preform for optical fiber, and the quartz porous preform for optical fiber is transparent. A method of manufacturing a glass preform for an optical fiber, comprising a step of vitrifying, wherein the etching treatment is performed on a quartz glass rod along a longitudinal direction of a torch that generates the flame only in one direction. A plurality of times of relative movement, and the relative movement of the torch with respect to the quartz glass rod is started from one end of the quartz glass rod and directed toward the other end. I will provide a.
According to such a manufacturing method, the quartz glass rod has a suppressed variation in surface etching amount (outer diameter) in the longitudinal direction, and the obtained optical fiber glass preform has an outer diameter of the core in the longitudinal direction. And the outer diameter of the cladding (core outer diameter / cladding outer diameter) variation is suppressed. And the fluctuation value of a cut-off wavelength is suppressed in the optical fiber obtained from this preform | base_material.
In the method for manufacturing a glass preform for an optical fiber according to the present invention, the etching treatment is performed by moving the torch for generating the flame a plurality of times in only one direction along the longitudinal direction with respect to the quartz glass rod. It is preferable that the torch is moved relatively from one end to the other end of the quartz glass rod by one relative movement.

本発明の光ファイバ用ガラス母材の製造方法においては、前記エッチング処理の前後において、前記石英ガラスロッドの外径を測定し、エッチング量を算出することが好ましい。
エッチング量を算出することで、その値を目的値と比較して、目的とする程度にまでエッチングされているか否かを、その都度判断できる。
In the method for manufacturing a glass preform for an optical fiber according to the present invention, it is preferable to calculate an etching amount by measuring an outer diameter of the quartz glass rod before and after the etching process.
By calculating the etching amount, the value can be compared with the target value to determine each time whether or not the etching is performed to the target level.

本発明の光ファイバ用ガラス母材の製造方法においては、前記エッチング量を算出後、その値を目的値と比較し、前記石英ガラスロッドに対して、その長手方向に沿って、前記トーチを一方向のみに相対移動させることで行う、エッチング処理の追加の有無を判断することが好ましい。
エッチング処理の追加の有無を判断し、必要に応じてエッチング処理を追加することで、石英ガラスロッドに対して、目的とする程度にまでエッチング処理を確実に行うことができる。
In the method for producing a glass preform for an optical fiber according to the present invention, after calculating the etching amount, the value is compared with a target value, and the torch is attached to the quartz glass rod along the longitudinal direction. It is preferable to determine whether or not an etching process is added by performing relative movement only in the direction.
By determining whether or not the etching process is added and adding the etching process as necessary, the quartz glass rod can be reliably etched to the target level.

本発明の光ファイバ用ガラス母材の製造方法においては、前記火炎がプラズマ火炎であることが好ましい。
プラズマ火炎を用いることで、エッチング処理時における水の発生が抑制され、石英ガラスロッドのエッチング処理面における水酸基の残存が抑制されて、OH損失がより低減された光ファイバが得られる。
In the method for producing a glass preform for an optical fiber of the present invention, the flame is preferably a plasma flame.
By using the plasma flame, the generation of water during the etching process is suppressed, the remaining hydroxyl groups on the etching surface of the quartz glass rod are suppressed, and an optical fiber with further reduced OH loss can be obtained.

本発明によれば、石英ガラスロッドを、その長手方向において、表面のエッチング量の変動を抑制してエッチング処理する工程を有する、光ファイバ用ガラス母材の製造方法が提供される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the glass preform | base_material for optical fibers which has the process of suppressing the fluctuation | variation of the etching amount of the surface in the longitudinal direction, and the quartz glass rod is provided.

本発明に係る光ファイバ用ガラス母材の製造方法を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the manufacturing method of the glass preform for optical fibers which concerns on this invention. 本発明により得られた光ファイバ用ガラス母材と、該母材を構成する各層の屈折率の関係と、を例示する概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which illustrates the glass base material for optical fibers obtained by this invention, and the relationship of the refractive index of each layer which comprises this base material. 本発明に係る光ファイバ用ガラス母材の製造方法の一実施形態を説明するためのフロー図である。It is a flow figure for explaining one embodiment of a manufacturing method of a glass preform for optical fibers concerning the present invention. 実験例1及び2における、二回のエッチング処理によって生じた石英ガラスロッドの外径差の算出結果を示すグラフである。It is a graph which shows the calculation result of the outer diameter difference of the quartz glass rod which arose in the example 1 and 2 of the etching process twice.

本発明に係る光ファイバ用ガラス母材の製造方法は、石英ガラスロッドの表面を火炎でエッチング処理した後、該エッチング処理面に石英ガラス微粒子を堆積させて光ファイバ用石英多孔質母材とし、該光ファイバ用石英多孔質母材を透明ガラス化する工程を有する、光ファイバ用ガラス母材の製造方法であって、前記エッチング処理は、前記石英ガラスロッドに対して、その長手方向に沿って、前記火炎を生成するトーチを一方向のみに複数回相対移動させることで行うことを特徴とする。
かかる製造方法によれば、エッチング処理中、石英ガラスロッドは、その長手方向において、エッチング処理されるときの表面の温度がより均一となるため、表面のエッチング量(石英ガラスロッドの表面からのエッチング距離)の変動が抑制される。その結果、得られた光ファイバ用ガラス母材は、その長手方向において、コアの外径とクラッドの外径との比(コアの外径/クラッドの外径)の変動が抑制されたものとなる。したがって、このような光ファイバ用ガラス母材から得られた光ファイバは、カットオフ波長の変動値が抑制された、優れた光学特性を有するものとなる。
以下、図面を参照しながら、本発明について詳細に説明する。図1は、本発明に係る光ファイバ用ガラス母材の製造方法を説明するための模式図である。
The method for producing a glass preform for an optical fiber according to the present invention, after etching the surface of the quartz glass rod with a flame, deposits quartz glass fine particles on the etched surface to obtain a quartz porous preform for an optical fiber, A method for producing a glass preform for optical fiber, comprising the step of converting the quartz porous preform for optical fiber into transparent glass, wherein the etching treatment is performed along the longitudinal direction of the quartz glass rod. The torch that generates the flame is relatively moved multiple times in only one direction.
According to such a manufacturing method, during the etching process, the quartz glass rod has a more uniform surface temperature during the etching process in the longitudinal direction. Therefore, the etching amount of the surface (etching from the surface of the quartz glass rod) Variation in distance) is suppressed. As a result, the obtained glass preform for optical fiber has a suppressed variation in the ratio of the outer diameter of the core to the outer diameter of the cladding (the outer diameter of the core / the outer diameter of the cladding) in the longitudinal direction. Become. Therefore, the optical fiber obtained from such a glass preform for optical fiber has excellent optical characteristics in which the variation value of the cutoff wavelength is suppressed.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view for explaining a method for producing an optical fiber glass preform according to the present invention.

本発明においては、まず、石英ガラスロッドの表面を火炎でエッチング処理する。エッチング処理により、石英ガラスロッドの表面に予め存在している、水をはじめとする各種異物が除去される。   In the present invention, first, the surface of the quartz glass rod is etched with a flame. Etching treatment removes various foreign substances, such as water, existing in advance on the surface of the quartz glass rod.

石英ガラスロッドは、最終的に光ファイバ用ガラス母材及び光ファイバにおいて、コア及び一部のクラッドを構成するものでもよいし、コア、一部のクラッド、及びトレンチ層を構成するものでもよく、コアのみを構成するものでもよく、目的に応じて、任意に選択できる。
石英ガラスロッドの大きさは特に限定されない。
石英ガラスロッドは、VAD法等、公知の方法で作製できる。
The quartz glass rod may ultimately constitute the core and part of the clad in the optical fiber glass preform and optical fiber, or may constitute the core, part of the clad, and the trench layer, Only the core may be configured, and can be arbitrarily selected according to the purpose.
The size of the quartz glass rod is not particularly limited.
The quartz glass rod can be produced by a known method such as the VAD method.

エッチング処理するための火炎としては、酸水素火炎、プラズマ火炎が例示できる。これらのうち、プラズマ火炎は、酸水素火炎とは異なり生成時に水素ガスを用いる必要がないため、エッチング処理時に水が発生せず、石英ガラスロッドのエッチング処理面における水酸基の残存が抑制される点で好ましい。   Examples of the flame for the etching treatment include an oxyhydrogen flame and a plasma flame. Of these, unlike oxyhydrogen flames, plasma flames do not require the use of hydrogen gas during production, so water is not generated during the etching process, and the remaining hydroxyl groups on the etched surface of the quartz glass rod are suppressed. Is preferable.

プラズマ火炎の生成方法は、取扱性、安全性、熱源の種類等を考慮して適宜選択すればよいが、プラズマ源となるガスに電圧を加えて、スパークさせることでプラズマ火炎を発生させる方法が好ましい。
プラズマ源となるガスとしては、アルゴン(Ar)ガスが例示できる。
プラズマ火炎の生成時に加える電圧は、高周波電圧であることが好ましく、電圧の周波数は2MHz〜2.45GHzであることが好ましい。
The method of generating the plasma flame may be selected as appropriate in consideration of handling, safety, type of heat source, etc., but there is a method of generating a plasma flame by applying a voltage to the gas serving as the plasma source and sparking it. preferable.
Argon (Ar) gas can be illustrated as a gas used as a plasma source.
The voltage applied during the generation of the plasma flame is preferably a high-frequency voltage, and the frequency of the voltage is preferably 2 MHz to 2.45 GHz.

プラズマ火炎に添加するエッチングガスは、フッ素含有ガスであることが好ましい。
前記フッ素含有ガスは、化学構造中にフッ素原子を含有するガスであればよく、エッチング能力及びコストの面から好ましいものとしては、六フッ化硫黄(SF)、六フッ化エタン(C)、四フッ化ケイ素(SiF)、四フッ化メタン(CF)が例示できる。
フッ素含有ガスは、一種を単独で用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。
The etching gas added to the plasma flame is preferably a fluorine-containing gas.
The fluorine-containing gas may be a gas containing a fluorine atom in its chemical structure. Preferred from the viewpoint of etching ability and cost, sulfur hexafluoride (SF 6 ), hexafluoroethane (C 2 F) 6 ), silicon tetrafluoride (SiF 4 ), and tetrafluoromethane (CF 4 ).
A fluorine-containing gas may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

プラズマ火炎には、エッチングガスの種類に応じて、さらに支燃性ガスとして酸素(O)ガスを添加することにより、エッチングガスの分解を促進してもよい。例えば、エッチングガスとしてCガスを用いる場合には、酸素ガスを併用することが好ましい。 Depending on the type of etching gas, oxygen (O 2 ) gas may be further added to the plasma flame as a combustion-supporting gas to promote decomposition of the etching gas. For example, when C 2 F 6 gas is used as the etching gas, it is preferable to use oxygen gas in combination.

本発明においては、アルゴンガスを用いて生成されたプラズマ火炎に、フッ素含有ガスを添加して、エッチング処理を行うことが好ましく、プラズマ火炎に、さらに必要に応じて酸素ガスを添加して、エッチング処理を行うことがより好ましい。   In the present invention, it is preferable to perform etching treatment by adding a fluorine-containing gas to a plasma flame generated using argon gas, and etching is performed by further adding oxygen gas to the plasma flame as necessary. More preferably, the treatment is performed.

エッチング処理は、石英ガラスロッドに対して、その長手方向に沿って、前記火炎を生成するトーチ(火炎生成手段)を相対移動させることで行う。ここで、「石英ガラスロッドに対してトーチを相対移動させる」とは、(I)石英ガラスロッドを固定してトーチを移動させる、(II)トーチを固定して石英ガラスロッドを移動させる、(III)石英ガラスロッド及びトーチを共に移動させる(ただし、移動速度の絶対値と移動方向が共に同じである場合を除く)、のいずれかを意味する。   The etching process is performed by moving the torch (flame generating means) that generates the flame relative to the quartz glass rod along the longitudinal direction thereof. Here, “relatively moving the torch relative to the quartz glass rod” means (I) fixing the quartz glass rod to move the torch, (II) fixing the torch and moving the quartz glass rod, III) This means that the quartz glass rod and the torch are moved together (except when the absolute value of the moving speed and the moving direction are both the same).

石英ガラスロッド及びトーチは、いずれも石英ガラスロッドの長手方向(中心軸方向)に沿って移動させる。このときの移動方向は二方向あるが、いずれの方向であってもよい。例えば、前記(III)の場合、石英ガラスロッド及びトーチは、同一方向に移動させてもよいし、反対方向に移動させてもよい。
そして、本発明においては、石英ガラスロッドに対して、その長手方向に沿って、トーチを一方向のみに複数回相対移動させることで、エッチング処理を行う。このようにすることで、エッチング処理中、石英ガラスロッドは、その長手方向において、エッチング処理されるときの表面の温度がより均一となるため、エッチング量がより均一となり、表面のエッチング量の変動が抑制される。
Both the quartz glass rod and the torch are moved along the longitudinal direction (center axis direction) of the quartz glass rod. There are two directions of movement at this time, but any direction may be used. For example, in the case of (III), the quartz glass rod and the torch may be moved in the same direction or in the opposite direction.
In the present invention, the etching process is performed by moving the torch relative to the quartz glass rod a plurality of times in only one direction along the longitudinal direction thereof. In this way, during the etching process, the quartz glass rod has a more uniform surface temperature during the etching process in the longitudinal direction, and therefore the etching amount becomes more uniform and the surface etching amount varies. Is suppressed.

図1(a)は、上記のエッチング処理の一実施形態を例示するものである。
石英ガラスロッド10は、両端部にダミー母材9が同軸状に接続され、これらダミー母材9は、一対の回転チャック8,8で把持されている。すなわち、石英ガラスロッド10は、矢印Aで示すように軸回りに回転可能とされ、反応容器7内に設置されている。
反応容器7の片側は排気ダクト(図示略)に接続されており、排気ダクト内は通常、20〜300Pa程度の陰圧とされ、反応容器7の外部からクリーンエアを供給することで、反応容器7が置かれたブース(図示略)内が、3〜30Pa程度の陽圧となるように調整される。
ここでは、石英ガラスロッド10を矢印A方向に回転させ、石英ガラスロッド10をその長手方向においては固定し、その長手方向に沿って、トーチ6を矢印B方向(左側)に移動させることで、エッチング処理を行う場合を例示している。符号4は火炎である。石英ガラスロッド10は、同じ軸回りに矢印A方向に対して反対方向に回転させてもよく、トーチ6は、矢印B方向に対して反対方向である矢印C方向(右側)に移動させてもよい。石英ガラスロッド10の前記回転の回転数は、例えば、15〜40rpmとすることが好ましい。
FIG. 1A illustrates one embodiment of the above etching process.
The quartz glass rod 10 has a dummy base material 9 coaxially connected to both ends, and these dummy base materials 9 are held by a pair of rotating chucks 8 and 8. That is, the quartz glass rod 10 is rotatable around the axis as indicated by the arrow A and is installed in the reaction vessel 7.
One side of the reaction vessel 7 is connected to an exhaust duct (not shown), and the inside of the exhaust duct is usually at a negative pressure of about 20 to 300 Pa. By supplying clean air from the outside of the reaction vessel 7, the reaction vessel 7 The inside of the booth (not shown) where 7 is placed is adjusted so as to have a positive pressure of about 3 to 30 Pa.
Here, the quartz glass rod 10 is rotated in the arrow A direction, the quartz glass rod 10 is fixed in the longitudinal direction, and the torch 6 is moved in the arrow B direction (left side) along the longitudinal direction, The case where an etching process is performed is illustrated. Reference numeral 4 denotes a flame. The quartz glass rod 10 may be rotated in the opposite direction to the arrow A direction around the same axis, and the torch 6 may be moved in the arrow C direction (right side) which is the opposite direction to the arrow B direction. Good. The rotation speed of the quartz glass rod 10 is preferably 15 to 40 rpm, for example.

本発明では、図1(a)の場合、エッチング処理時に、トーチ6を矢印C方向へ相対移動させることなく、矢印B方向のみに複数回相対移動させるか、又はトーチ6を矢印B方向へ相対移動させることなく、矢印C方向のみに複数回相対移動させる。
トーチ6は、矢印B方向への一回の相対移動では、例えば、石英ガラスロッド10の長手方向において、石英ガラスロッド10の一端10aから他端10bまで相対移動させ、矢印C方向への一回の相対移動では、例えば、石英ガラスロッド10の長手方向において、石英ガラスロッド10の他端10bから一端10aまで相対移動させるなど、石英ガラスロッド10の長手方向における所望の領域で相対移動させる。そして、トーチ6の相対移動の開始位置及び終了位置は、目的に応じて適宜選択すればよい。
In the present invention, in the case of FIG. 1A, during the etching process, the torch 6 is relatively moved only in the direction of the arrow B without relative movement in the direction of the arrow C, or the torch 6 is relatively moved in the direction of the arrow B. Relative movement is performed a plurality of times only in the direction of arrow C without being moved.
In one relative movement in the direction of arrow B, for example, the torch 6 is relatively moved from one end 10a to the other end 10b of the quartz glass rod 10 in the longitudinal direction of the quartz glass rod 10, and once in the arrow C direction. In the relative movement, for example, relative movement is performed in a desired region in the longitudinal direction of the quartz glass rod 10, such as relative movement from the other end 10 b of the quartz glass rod 10 to one end 10 a in the longitudinal direction of the quartz glass rod 10. And the start position and the end position of the relative movement of the torch 6 may be appropriately selected according to the purpose.

トーチ6を一方向のみではなく、二方向(矢印B方向及びC方向)に相対移動させた場合、相対移動の方向を反転させる前後において、この反転部位近傍の石英ガラスロッド10の表面は、トーチ6の反転に伴って火炎4による連続加熱時間が、他の表面よりも長くなる。例えば、トーチ6を矢印B方向へ相対移動させて、石英ガラスロッド10の他端10bの近傍に到達させた後、方向を反転させて、矢印C方向へ相対移動させた場合には、前記反転部位近傍の石英ガラスロッド10の表面(他端10bの近傍の表面)は、例えば、石英ガラスロッド10の長手方向における中央部やその近傍の表面よりも、火炎4による連続加熱時間が長くなる。そして、前記反転部位近傍の石英ガラスロッド10の表面は、前記中央部等の他の領域の表面よりも、予熱された状態でエッチングされるために、エッチングが促進されて、エッチング量が増加する。その結果、石英ガラスロッド10の他端10b、すなわちトーチ6の反転部位近傍は、前記中央部等の他の領域よりも外径が細くなる。これは、上記とは反対に、トーチ6を矢印C方向へ相対移動させて、石英ガラスロッド10の一端10aの近傍に到達させた後、方向を反転させて、矢印B方向へ相対移動させた場合も同様である。この場合には、前記反転部位近傍の石英ガラスロッド10の表面(一端10aの近傍の表面)は、前記中央部等の他の領域の表面よりも、火炎4による連続加熱時間が長くなり、石英ガラスロッド10の一端10a、すなわちトーチ6の反転部位近傍は、前記中央部等の他の領域よりも外径が細くなる。   When the torch 6 is relatively moved not only in one direction but also in two directions (arrow B direction and C direction), the surface of the quartz glass rod 10 in the vicinity of the inverted portion before and after reversing the direction of relative movement is With the inversion of 6, the continuous heating time by the flame 4 becomes longer than other surfaces. For example, when the torch 6 is relatively moved in the direction of the arrow B to reach the vicinity of the other end 10b of the quartz glass rod 10, the direction is reversed, and when the relative movement is performed in the direction of the arrow C, the reversal is performed. The surface of the quartz glass rod 10 in the vicinity of the part (the surface in the vicinity of the other end 10b) has a longer continuous heating time due to the flame 4 than, for example, the central portion in the longitudinal direction of the quartz glass rod 10 or the surface in the vicinity thereof. Then, the surface of the quartz glass rod 10 in the vicinity of the reversal site is etched in a preheated state compared to the surface of other regions such as the central portion, so that the etching is accelerated and the etching amount increases. . As a result, the other end 10b of the quartz glass rod 10, that is, the vicinity of the inverted portion of the torch 6, has a smaller outer diameter than other regions such as the central portion. Contrary to the above, the torch 6 is relatively moved in the direction of arrow C to reach the vicinity of the one end 10a of the quartz glass rod 10, and then the direction is reversed to be relatively moved in the direction of arrow B. The same applies to the case. In this case, the surface of the quartz glass rod 10 in the vicinity of the inversion site (the surface in the vicinity of the one end 10a) has a longer continuous heating time due to the flame 4 than the surface of other regions such as the central portion, and the quartz One end 10a of the glass rod 10, that is, the vicinity of the inverted portion of the torch 6, has a smaller outer diameter than other regions such as the central portion.

石英ガラスロッド10の長手方向の長さが短く、例えば、エッチングの対象領域の長さが500mm程度である場合には、上記の連続加熱時間(予熱の程度)の影響が強く現れ、石英ガラスロッド10の外径は、長手方向の全域で変動が大きくなる。
一方、石英ガラスロッド10の長手方向の長さが長く、例えば、エッチングの対象領域の長さが1500mm程度である場合には、トーチ6が一回の相対移動の完了に要する時間が長くなるため、石英ガラスロッド10の長手方向における中央部やその周辺の領域は、トーチ6の次回の相対移動によるエッチング処理までに、比較的長い時間を要し、冷却によって温度が安定し易い。その結果、石英ガラスロッド10のこの領域は、一回のエッチング処理によるエッチング量が安定して、外径の変動が抑制される。しかし、トーチ6の反転部位近傍にある石英ガラスロッド10の領域は、上記の連続加熱時間の影響によって、前記中央部やその周辺の領域よりも外径が細くなることに変わりはなく、外径の変動が大きくなる。
このように、トーチ6を二方向に相対移動させた場合には、石英ガラスロッド10の長手方向の長さによらず、エッチング処理後の石英ガラスロッド10は、その長手方向において外径の変動が大きくなる。
When the length of the quartz glass rod 10 in the longitudinal direction is short, for example, when the length of the etching target region is about 500 mm, the influence of the continuous heating time (preheating degree) appears strongly, and the quartz glass rod The outer diameter of 10 has a large variation in the entire area in the longitudinal direction.
On the other hand, when the length of the quartz glass rod 10 in the longitudinal direction is long, for example, when the length of the etching target region is about 1500 mm, the time required for the torch 6 to complete one relative movement becomes long. The central portion in the longitudinal direction of the quartz glass rod 10 and its peripheral region require a relatively long time until the etching process by the next relative movement of the torch 6, and the temperature is likely to be stabilized by cooling. As a result, in this region of the quartz glass rod 10, the etching amount by one etching process is stabilized, and the fluctuation of the outer diameter is suppressed. However, the area of the quartz glass rod 10 in the vicinity of the reversal part of the torch 6 remains the same as that of the central part and the peripheral area due to the influence of the continuous heating time. The fluctuation of becomes large.
As described above, when the torch 6 is relatively moved in two directions, the quartz glass rod 10 after the etching process varies in the outer diameter in the longitudinal direction regardless of the length of the quartz glass rod 10 in the longitudinal direction. Becomes larger.

これに対して、本発明では、トーチ6を矢印B方向のみ、又は矢印C方向のみに複数回相対移動させることで、上記のような反転部位が生じないので、石英ガラスロッド10は、その長手方向において、エッチング処理されるときの表面の温度がより均一となり、エッチング量が均一となる。その結果、石英ガラスロッド10は、その長手方向において外径の変動が抑制され、均一となる。   On the other hand, in the present invention, the quartz glass rod 10 has its longitudinal portion because the inversion portion as described above does not occur by moving the torch 6 only in the direction of arrow B or in the direction of arrow C a plurality of times. In the direction, the surface temperature when the etching process is performed becomes more uniform, and the etching amount becomes uniform. As a result, the quartz glass rod 10 becomes uniform with fluctuations in the outer diameter being suppressed in the longitudinal direction.

トーチは、一回の相対移動を終了してから次回の相対移動を開始するまでのエッチング処理間において、エッチング処理の終了位置から開始位置までの移動時に、火炎による加熱の影響を石英ガラスロッドが受けないように適宜調節する。ここで、「加熱の影響」とは、「石英ガラスロッドの長手方向におけるエッチング量の変動」を意味する。
例えば、エッチング処理間において、エッチング処理の終了位置から開始位置まで、火炎を消火してトーチ6を移動させることが好ましい。また、火炎を消火しない場合には、エッチング処理間において、エッチング処理の終了位置から開始位置まで、火炎が石英ガラスロッドから十分に離間するように、トーチを移動させる。
During the etching process from the end of one relative movement to the start of the next relative movement, the torch is heated by the quartz glass rod during the movement from the end position of the etching process to the start position. Adjust appropriately so that it does not receive. Here, “effect of heating” means “fluctuation of etching amount in the longitudinal direction of the quartz glass rod”.
For example, it is preferable to move the torch 6 while extinguishing the flame from the end position of the etching process to the start position between the etching processes. When the flame is not extinguished, the torch is moved from the end position of the etching process to the start position so that the flame is sufficiently separated from the quartz glass rod between the etching processes.

エッチング処理の開始から終了までの間において、トーチの前記相対移動の速度の絶対値は、一定としてもよいし、変動させてもよいが、一定とすることが好ましい。一定とすることで、石英ガラスロッドの長手方向におけるエッチング量の変動を抑制する効果が高くなる。   The absolute value of the relative movement speed of the torch may be constant or fluctuated between the start and end of the etching process, but is preferably constant. By making it constant, the effect of suppressing fluctuations in the etching amount in the longitudinal direction of the quartz glass rod is enhanced.

エッチング処理における、トーチの前記相対移動の速度の絶対値は、他の工程の影響を受けることなく、所望のエッチング量となるように任意に設定できる。   The absolute value of the relative movement speed of the torch in the etching process can be arbitrarily set so as to have a desired etching amount without being affected by other processes.

本発明においては、前記エッチング処理の前後において、前記石英ガラスロッドの外径を測定することが好ましい。そして、エッチング処理前後の石英ガラスロッドの外径から、エッチング処理に伴うエッチング量を算出することが好ましい。エッチング量を算出することで、その値を目的値と比較して、目的とする程度にまでエッチングされているか否か、すなわち、エッチング処理の追加の有無をその都度判断でき、エッチング量が目的値に到達していない場合には、さらに追加でエッチング処理を行えばよい。一回のエッチング処理によるエッチング量が予め判明していても、用いる石英ガラスロッドの大きさ、石英ガラスの粘度、設備トラブルの有無等によっては、一回のエッチング処理によるエッチング量が予想値とは異なることがあり、その場合には、追加でエッチング処理を行うように制御するとよい。このようにすることで、石英ガラスロッドに対して、目的とする程度にまでエッチング処理を確実に行うことができる。
追加で行うエッチング処理における、トーチの前記相対移動の方向は、これよりも前に行ったエッチング処理の場合と同じでもよいし、異なってもよいが、同じであることが好ましい。
石英ガラスロッドの外径は、例えば、レーザ外径測定機等を用いる公知の方法で測定できる。
In the present invention, it is preferable to measure the outer diameter of the quartz glass rod before and after the etching process. And it is preferable to calculate the etching amount accompanying an etching process from the outer diameter of the quartz glass rod before and behind an etching process. By calculating the etching amount, the value can be compared with the target value to determine whether or not the etching is performed to the target level, that is, whether or not the etching process is added each time, and the etching amount is the target value. If it has not reached, an additional etching process may be performed. Even if the etching amount by one etching process is known in advance, the etching amount by one etching process is the expected value depending on the size of the quartz glass rod used, the viscosity of the quartz glass, the presence or absence of equipment trouble, etc. In this case, it may be controlled to perform an additional etching process. By doing in this way, an etching process can be reliably performed to the target grade with respect to a quartz glass rod.
The direction of the relative movement of the torch in the additional etching process may be the same as or different from the etching process performed before this, but is preferably the same.
The outer diameter of the quartz glass rod can be measured by a known method using, for example, a laser outer diameter measuring machine.

エッチング処理後は、これ(エッチング処理)とは別途に、石英ガラスロッドのエッチング処理面を予熱処理することが好ましい。このように予熱処理することにより、後述する石英ガラス微粒子は、熱を帯びた状態の、石英ガラスロッドのエッチング処理面に堆積されるので、該処理面との密着度が向上し、石英ガラスロッドと外付け層との間で剥離及びずれの発生が抑制される。なお、石英ガラス微粒子の堆積を複数回行う場合には、石英ガラス微粒子の堆積に温度が高い火炎を用いることで、二回目以降に堆積される石英ガラス微粒子は、その堆積される表面(石英ガラス微粒子の堆積層表面)の温度が十分に高いので、該表面との密着度が高い。   After the etching process, it is preferable to pre-heat the etched surface of the quartz glass rod separately from this (etching process). By performing the pre-heat treatment in this manner, the quartz glass fine particles, which will be described later, are deposited on the etched surface of the quartz glass rod in a heated state, so that the adhesion to the treated surface is improved and the quartz glass rod is improved. The occurrence of peeling and deviation between the outer layer and the external layer is suppressed. In addition, when the quartz glass fine particles are deposited a plurality of times, the quartz glass fine particles deposited after the second time are deposited on the surface (quartz glass) by using a flame having a high temperature for the deposition of the quartz glass fine particles. Since the temperature of the fine particle deposition layer surface is sufficiently high, the degree of adhesion with the surface is high.

前記予熱処理は、プラズマ火炎を用いて行うことが好ましい。予熱処理においても、プラズマ火炎を用いることで、石英ガラスロッドのエッチング処理面における水酸基の残存が抑制される。
さらに、プラズマ火炎は、熱容量が小さく、赤外線波長域の光を含まないため、酸水素火炎よりも輻射熱の発生が非常に少ない。したがって、プラズマ火炎で石英ガラスロッドを加熱しても、表面が広範囲に渡って、高温で長時間熱を帯びた(予熱された)状態とはならないので、エッチング処理面は、水が結合(反応)する前に十分に冷却される。通常は、エッチング処理面の温度が高いほど、水はエッチング処理面と結合(反応)し易くなる。このような効果も相まって、プラズマ火炎を用いて予熱処理することにより、石英ガラスロッドのエッチング処理面における水酸基の残存は、高度に抑制される。
The pre-heat treatment is preferably performed using a plasma flame. Also in the pre-heat treatment, the use of the plasma flame suppresses the remaining hydroxyl groups on the etched surface of the quartz glass rod.
Furthermore, since the plasma flame has a small heat capacity and does not contain light in the infrared wavelength region, it generates much less radiant heat than the oxyhydrogen flame. Therefore, even if the quartz glass rod is heated with a plasma flame, the surface does not become hot (preheated) for a long time at a high temperature over a wide range, so water is bonded to the etched surface (reaction). ) Cool well before doing. Usually, the higher the temperature of the etched surface, the easier it is for water to bond (react) with the etched surface. Combined with these effects, the residual heat of the hydroxyl group on the etched surface of the quartz glass rod is highly suppressed by performing the pre-heat treatment using the plasma flame.

予熱処理は、対象となる石英ガラス微粒子の堆積箇所(エッチング箇所)に対して、一回行うだけでもよいし、二回以上(複数回)繰り返して行ってもよい。ただし、通常は、一回行うだけでも十分な効果が得られる。   The pre-heat treatment may be performed only once for the target quartz glass fine particle deposition site (etching site), or may be repeated twice or more (multiple times). However, normally, sufficient effects can be obtained by performing only once.

予熱処理時の火炎は、エッチング処理時のものと同様の方法で生成されたものでよい。例えば、プラズマ火炎は、アルゴンガス、窒素(N)ガス又は酸素ガスを用いて生成されたものが好ましい。このようなプラズマ火炎を用いることで、予熱処理をより効果的に行うことができる。 The flame at the time of the pre-heat treatment may be generated by the same method as that at the time of the etching process. For example, the plasma flame is preferably generated using argon gas, nitrogen (N 2 ) gas, or oxygen gas. By using such a plasma flame, the pre-heat treatment can be performed more effectively.

予熱処理は、石英ガラスロッド(エッチング面が形成された石英ガラスロッド)に対して、その長手方向に沿ってトーチ(火炎生成手段)を相対移動させることで行うのが好ましく、例えば、用いるガスの種類が異なり、トーチの相対移動の方向が一方向のみに限定されない点以外は、上記のエッチング処理の場合と同様の方法で行うことができる。   The pre-heat treatment is preferably performed by moving the torch (flame generating means) relative to the quartz glass rod (quartz glass rod with an etched surface) along the longitudinal direction. Except that the types are different and the direction of relative movement of the torch is not limited to only one direction, it can be performed by the same method as in the etching process described above.

予熱処理時におけるトーチの移動方向は、石英ガラスロッドの長手方向(中心軸方向)に沿って二方向あるが、いずれの方向でもよく、エッチング処理時におけるトーチの移動方向と同じであってもよいし、異なっていてもよい。   There are two directions of movement of the torch during the pre-heat treatment along the longitudinal direction (center axis direction) of the quartz glass rod, but either direction may be used, and the direction of movement of the torch during the etching process may be the same. And may be different.

予熱処理の開始から終了までの間において、プラズマトーチの前記相対移動の速度の絶対値は、一定としてもよいし、変動させてもよいが、一定とすることが好ましい。一定とすることで、後述する光ファイバ用ガラス母材において、石英ガラスロッドと外付け層との間で剥離及びずれを抑制する効果がより高くなる。   The absolute value of the relative movement speed of the plasma torch from the start to the end of the preheat treatment may be constant or may be varied, but is preferably constant. By making it constant, in the glass preform for optical fiber described later, the effect of suppressing peeling and deviation between the quartz glass rod and the external layer becomes higher.

予熱処理は、エッチング処理がすべて終了してから行ってもよいし、エッチング処理がすべて終了する前に、エッチング処理済みの部位から行うことで、エッチング処理と並行して行ってもよい。   The pre-heat treatment may be performed after the etching process is completed, or may be performed in parallel with the etching process by performing the etching process from the part where the etching process has been completed before the etching process is completed.

エッチング処理後は、石英ガラスロッドのエッチング処理面に、石英ガラス微粒子を堆積させて、光ファイバ用石英多孔質母材とする。予熱処理を行った場合には、予熱処理により熱を帯びた状態とした、石英ガラスロッドのエッチング処理面に、石英ガラス微粒子を堆積させればよい。
石英ガラス微粒子の堆積は、公知の方法で行うことができる。
After the etching process, quartz glass fine particles are deposited on the etched surface of the quartz glass rod to obtain a quartz porous preform for optical fiber. When pre-heat treatment is performed, quartz glass fine particles may be deposited on the etched surface of the quartz glass rod that has been heated by the pre-heat treatment.
The deposition of the quartz glass fine particles can be performed by a known method.

石英ガラス微粒子の堆積は、一回行うだけでもよいし、二回以上(複数回)繰り返して行ってもよいが、通常は、複数回繰り返して行うことにより、十分な量の石英ガラス微粒子を堆積させることが好ましい。このときの繰り返し数は、目的とする光ファイバ用ガラス母材の大きさに応じて適宜調節すればよく、例えば、数百回程度等、千回以下とすることがある。   The quartz glass fine particles may be deposited only once, or may be repeated two or more times (multiple times). Usually, a sufficient amount of quartz glass fine particles is deposited by repeating plural times. It is preferable to make it. The number of repetitions at this time may be appropriately adjusted according to the size of the target glass preform for optical fiber, and may be, for example, about several hundred times or less, such as several hundred times.

堆積させる石英ガラス微粒子は、石英ガラス原料ガス、水素(H)ガス、酸素ガス及び不活性ガスを用いて、酸水素火炎中で生成させることが好ましい。
前記石英ガラス原料ガスとしては、四塩化ケイ素(SiCl)ガス、四塩化ゲルマニウム(GeC1)ガス等が例示できる。
前記不活性ガスとしては、アルゴンガス、窒素ガスが例示できる。
The quartz glass fine particles to be deposited are preferably produced in an oxyhydrogen flame using a quartz glass raw material gas, hydrogen (H 2 ) gas, oxygen gas and inert gas.
Examples of the quartz glass source gas include silicon tetrachloride (SiCl 4 ) gas and germanium tetrachloride (GeC 1 4 ) gas.
Examples of the inert gas include argon gas and nitrogen gas.

石英ガラス微粒子の堆積温度(デポジション温度)は、500〜1100℃であることが好ましく、650〜1050℃であることがより好ましい。   The deposition temperature (deposition temperature) of the quartz glass fine particles is preferably 500 to 1100 ° C., and more preferably 650 to 1050 ° C.

石英ガラス微粒子の堆積は、石英ガラスロッド(エッチング処理された石英ガラスロッド)に対して、その長手方向に沿って、石英ガラス微粒子を生成する石英ガラスバーナを相対移動させることで行うのが好ましい。ここで、「石英ガラスロッドに対して石英ガラスバーナを相対移動させる」とは、上記のトーチの場合と同様であり、(i)石英ガラスロッドを固定して石英ガラスバーナを移動させる、(ii)石英ガラスバーナを固定して石英ガラスロッドを移動させる、(iii)石英ガラスロッド及び石英ガラスバーナを共に移動させる(ただし、移動速度の絶対値と移動方向が共に同じである場合を除く)、のいずれかを意味する。   The quartz glass fine particles are preferably deposited by moving a quartz glass burner for producing the quartz glass fine particles relative to the quartz glass rod (etched quartz glass rod) along the longitudinal direction thereof. Here, “relatively moving the quartz glass burner relative to the quartz glass rod” is the same as in the case of the torch described above, and (i) the quartz glass rod is fixed and the quartz glass burner is moved (ii) ) The quartz glass burner is fixed and the quartz glass rod is moved. (Iii) The quartz glass rod and the quartz glass burner are moved together (except when the absolute value of the moving speed and the moving direction are both the same). Means either.

石英ガラスロッド及び石英ガラスバーナは、いずれも石英ガラスロッドの長手方向(中心軸方向)に沿って移動させる。このときの移動方向は二方向あるが、いずれの方向であってもよい。例えば、前記(iii)の場合、石英ガラスロッド及び石英ガラスバーナは、同一方向に移動させてもよいし、反対方向に移動させてもよい。
そして、石英ガラス微粒子の堆積を複数回繰り返して行う場合に、前記移動方向は、すべての回で同一方向であってもよいし、すべての回で異なる方向であっても(一方向ずつ二回行っても)よく、一部の回のみ異なる方向であってもよい。
Both the quartz glass rod and the quartz glass burner are moved along the longitudinal direction (center axis direction) of the quartz glass rod. There are two directions of movement at this time, but any direction may be used. For example, in the case of (iii), the quartz glass rod and the quartz glass burner may be moved in the same direction or in the opposite direction.
When the quartz glass fine particles are repeatedly deposited a plurality of times, the moving direction may be the same direction at all times, or may be different at all times (two times for each direction). Or may be in different directions only for some times.

石英ガラス微粒子の堆積の開始から終了までの間において、石英ガラスバーナの前記相対移動の速度の絶対値は、一定としてもよいし、変動させてもよいが、一定とすることが好ましい。一定とすることで、石英ガラス微粒子の堆積層(スート堆積層)の厚さが、石英ガラスロッドの長手方向においてより均一となる。   The absolute value of the speed of the relative movement of the quartz glass burner may be constant or fluctuated during the period from the start to the end of the deposition of the quartz glass fine particles, but is preferably constant. By making it constant, the thickness of the quartz glass fine particle deposition layer (soot deposition layer) becomes more uniform in the longitudinal direction of the quartz glass rod.

予熱処理を行った場合には、石英ガラス微粒子の堆積は、予熱処理がすべて終了してから行ってもよいし、予熱処理がすべて終了する前に、予熱処理済みの部位から行うことで、予熱処理と並行して行ってもよい。そして、光ファイバ用ガラス母材において、石英ガラスロッドと外付け層との間で剥離及びずれを抑制する効果がより高くなることから、予熱処理と並行して行うことが好ましい。このようにすることにより、予熱処理後の放熱(温度の低下)度が低い状態のエッチング処理面に、石英ガラス微粒子を堆積させることができる。   When pre-heat treatment is performed, the quartz glass fine particles may be deposited after completion of the pre-heat treatment, or before the pre-heat treatment is completed, by performing the pre-heat treatment at the pre-heated portion. You may perform in parallel with heat processing. And in the glass base material for optical fibers, since the effect which suppresses peeling and a shift | offset | difference between a quartz glass rod and an external layer becomes higher, it is preferable to carry out in parallel with pre-heat treatment. By doing in this way, quartz glass microparticles can be deposited on the etched surface where the degree of heat release (temperature decrease) after pre-heat treatment is low.

図1(b)は、予熱処理を行った場合の石英ガラス微粒子の堆積について、好ましい一実施形態を例示するものである。
ここでは、石英ガラスロッド10をその長手方向においては固定し、その長手方向に沿って、トーチ6及び石英ガラスバーナ5を同一方向、すなわち矢印B方向(左側)に移動させることで、予熱処理及び石英ガラス微粒子の堆積を行う場合を例示している。このとき、石英ガラスロッド10は矢印A方向に回転させる。石英ガラスバーナ5は、トーチ6を追いかけるように移動させる。火炎4にエッチングガスは添加しないが、トーチ6は、ここでの予熱処理だけでなく、前記エッチング処理も行うものであってよい。
排気ダクト内と、反応容器7が置かれたブース内の圧力は、図1(a)の場合と同様である。
石英ガラス微粒子の堆積を複数回行う場合には、二回目以降においては、石英ガラスバーナ5のみを移動させることで、堆積させることができる。
また、石英ガラスロッド10は、同じ軸回りに矢印A方向に対して反対方向に回転させてもよく、トーチ6及び石英ガラスバーナ5は、矢印B方向に対して反対方向(右側)に移動させてもよい。石英ガラスロッド10の前記回転の回転数は、図1(a)の場合と同様である。
なお、ここでは石英ガラスバーナ5が、石英ガラスロッド10の長手方向に沿って2個直列に配置された例を示しているが、石英ガラスバーナ5の数及び配置形態は、これに限定されず、適宜調節できる。
FIG. 1B illustrates a preferred embodiment of the deposition of quartz glass fine particles when pre-heat treatment is performed.
Here, the quartz glass rod 10 is fixed in the longitudinal direction, and the pre-heat treatment and the torch 6 and the quartz glass burner 5 are moved in the same direction, that is, the arrow B direction (left side) along the longitudinal direction. The case where quartz glass fine particles are deposited is illustrated. At this time, the quartz glass rod 10 is rotated in the direction of arrow A. The quartz glass burner 5 is moved so as to follow the torch 6. Although no etching gas is added to the flame 4, the torch 6 may perform not only the pre-heat treatment here but also the etching treatment.
The pressure in the exhaust duct and in the booth where the reaction vessel 7 is placed are the same as in the case of FIG.
When the quartz glass fine particles are deposited a plurality of times, it can be deposited by moving only the quartz glass burner 5 in the second and subsequent times.
Further, the quartz glass rod 10 may be rotated in the opposite direction with respect to the arrow A direction around the same axis, and the torch 6 and the quartz glass burner 5 are moved in the opposite direction (right side) with respect to the arrow B direction. May be. The rotation speed of the quartz glass rod 10 is the same as in the case of FIG.
Here, an example is shown in which two quartz glass burners 5 are arranged in series along the longitudinal direction of the quartz glass rod 10, but the number and arrangement of the quartz glass burners 5 are not limited thereto. Can be adjusted as appropriate.

石英ガラスロッドのエッチング処理面に石英ガラス微粒子を堆積させた後は、得られた光ファイバ用石英多孔質母材を透明ガラス化する。
透明ガラス化は公知の方法で行えばよく、光ファイバ用石英多孔質母材を脱水及び焼結処理することで行うことができるが、かかる母材が水酸基の量が十分に低減されたものである場合には、脱水処理は省略してもよい。
After the quartz glass fine particles are deposited on the etched surface of the quartz glass rod, the obtained quartz porous preform for optical fiber is made into transparent glass.
Transparent vitrification may be performed by a known method, and can be performed by dehydrating and sintering a quartz porous base material for optical fibers. However, the base material has a sufficiently reduced amount of hydroxyl groups. In some cases, the dehydration process may be omitted.

前記脱水処理は、塩素含有ガスの存在下で行うことが好ましい。
前記焼結処理は、ヘリウムガス等の不活性ガスの存在下で行うことが好ましい。
また、脱水及び焼結処理をフッ素含有ガスの存在下で行うことにより、フッ素添加を行い、透明ガラス化した層(外付け層)の屈折率を低下させることができる。このときのフッ素含有ガスとしては、前記エッチング処理においてエッチングガスとして用いるフッ素含有ガスと同じものが例示でき、かかるフッ素含有ガスは、一種を単独で用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。
The dehydration treatment is preferably performed in the presence of a chlorine-containing gas.
The sintering treatment is preferably performed in the presence of an inert gas such as helium gas.
In addition, by performing dehydration and sintering treatment in the presence of a fluorine-containing gas, fluorine can be added to reduce the refractive index of the layer (external layer) that has been made into a transparent glass. As the fluorine-containing gas at this time, the same fluorine-containing gas used as the etching gas in the etching process can be exemplified, and such fluorine-containing gas may be used alone or in combination of two or more. Also good.

透明ガラス化した後は、得られたものを光ファイバ用ガラス母材としてもよいし、形成した透明ガラス化層(外付け層)の外側に、さらに外付け層を追加形成して光ファイバ用ガラス母材としてもよい。
追加形成する外付け層は、公知の方法で形成してもよいし、上記の透明ガラス化で得られたものを、あらたに石英ガラスロッドとして用い、上記の本発明の製造方法を適用して形成してもよい。
追加形成する外付け層の数及び種類は、目的とする光ファイバ用ガラス母材の構造に応じて、任意に設定できる。
After forming into a transparent glass, the resulting product may be used as a glass base material for an optical fiber, or an additional external layer may be formed on the outside of the formed transparent vitrified layer (external layer). It is good also as a glass base material.
The external layer to be additionally formed may be formed by a known method, or the one obtained by the above transparent vitrification is newly used as a quartz glass rod, and the above-described production method of the present invention is applied. It may be formed.
The number and type of external layers to be additionally formed can be arbitrarily set according to the structure of the target glass preform for optical fiber.

本発明においては、長手方向において外径の変動が抑制された、エッチング処理済みの石英ガラスロッドを用いているため、形成した透明ガラス化層は、長手方向において厚さの変動が抑制されたものとなる。   In the present invention, since an etched quartz glass rod in which the fluctuation of the outer diameter in the longitudinal direction is suppressed is used, the formed transparent vitrified layer has a thickness fluctuation that is suppressed in the longitudinal direction. It becomes.

図2は、本発明により得られた光ファイバ用ガラス母材と、該母材を構成する各層の屈折率の関係と、を例示する概略断面図である。図2(a)は、コア11、内側クラッド12及び外側クラッド13がこの順に設けられた光ファイバ用ガラス母材1を示し、図2(b)は、コア11、内側クラッド12、トレンチ層14及び外側クラッド13がこの順に設けられた光ファイバ用ガラス母材2を示す。
図2中、Dは外側クラッドの外径を、dは内側クラッドの外径を、dはトレンチ層の外径を、それぞれ示す。
なお、ここに示す光ファイバ用ガラス母材は、本発明により得られるものの一例を示すに過ぎず、本発明により得られる光ファイバ用ガラス母材は、これに限定されるものではない。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating an optical fiber glass preform obtained according to the present invention and the relationship between the refractive indexes of the layers constituting the preform. 2A shows the glass preform 1 for an optical fiber in which the core 11, the inner cladding 12 and the outer cladding 13 are provided in this order. FIG. 2B shows the core 11, the inner cladding 12, and the trench layer 14. And the glass preform | base_material 2 for optical fibers in which the outer side cladding 13 was provided in this order is shown.
In FIG. 2, D indicates the outer diameter of the outer cladding, d 1 indicates the outer diameter of the inner cladding, and d 2 indicates the outer diameter of the trench layer.
The optical fiber glass preform shown here is merely an example of what can be obtained by the present invention, and the optical fiber glass preform obtained by the present invention is not limited to this.

光ファイバ用ガラス母材1は、例えば、石英ガラスロッドとしてコア11及び内側クラッド12を構成するものを用い、外側クラッド13の形成時に本発明を適用することで製造できる。
また、光ファイバ用ガラス母材2は、例えば、石英ガラスロッドとしてコア11及び内側クラッド12を構成するものを用い、トレンチ層14の形成時に本発明を適用することで製造できる。
The glass preform 1 for an optical fiber can be manufactured, for example, by using a quartz glass rod that constitutes the core 11 and the inner cladding 12 and applying the present invention when forming the outer cladding 13.
Moreover, the glass preform 2 for optical fiber can be manufactured by applying the present invention when forming the trench layer 14 using, for example, a quartz glass rod that constitutes the core 11 and the inner cladding 12.

図3に、本発明に係る光ファイバ用ガラス母材の製造方法の一実施形態を説明するためのフロー図を例示する。ここに示すもののうち、点線枠で囲った工程は、状況によって省略することも可能である。   FIG. 3 illustrates a flow diagram for explaining an embodiment of the method for producing an optical fiber glass preform according to the present invention. Of the steps shown here, the step surrounded by a dotted frame can be omitted depending on the situation.

本発明によれば、光ファイバ用ガラス母材の製造過程において、エッチング処理済みの石英ガラスロッドは、その長手方向における外径の変動が抑制される。例えば、外径が20〜45mm、長さが300〜2000mmの石英ガラスロッドをエッチング処理に供した場合、石英ガラスロッドの長手方向における、エッチング処理前後での外径差(エッチング量の2倍の値)の変動値を好ましくは0.06mm以下、より好ましくは0.05mm以下に抑制できる。
そして、このようなエッチング処理済みの石英ガラスロッドを用いることにより、得られる光ファイバ用ガラス母材は、外付けされた透明ガラス化層の長手方向における厚さの変動が抑制される。すなわち、長手方向において、コアの外径とクラッドの外径との比(コアの外径/クラッドの外径)の変動が抑制される。そして、この特性を反映して、かかる光ファイバ用ガラス母材から得られた光ファイバは、その長手方向においてカットオフ波長の変動値が抑制された、優れた光学特性を有するものとなる。例えば、光ファイバとして、カットオフ波長の標準偏差(σ)が好ましくは21.5nm以下、より好ましくは20.0nm以下のものが得られる。
According to the present invention, in the manufacturing process of the optical fiber glass preform, the quartz glass rod that has been subjected to the etching treatment is suppressed from changing in the outer diameter in the longitudinal direction. For example, when a quartz glass rod having an outer diameter of 20 to 45 mm and a length of 300 to 2000 mm is subjected to an etching process, the outer diameter difference before and after the etching process (twice the etching amount) in the longitudinal direction of the quartz glass rod. Value) can be suppressed to preferably 0.06 mm or less, more preferably 0.05 mm or less.
And the fluctuation | variation of the thickness in the longitudinal direction of the transparent vitrification layer attached externally is suppressed by using the quartz glass rod by which such an etching process was carried out. In other words, in the longitudinal direction, fluctuations in the ratio between the outer diameter of the core and the outer diameter of the cladding (the outer diameter of the core / the outer diameter of the cladding) are suppressed. Reflecting this characteristic, the optical fiber obtained from the glass preform for optical fiber has excellent optical characteristics in which the variation value of the cutoff wavelength is suppressed in the longitudinal direction. For example, an optical fiber having a cutoff wavelength standard deviation (σ) of preferably 21.5 nm or less, more preferably 20.0 nm or less is obtained.

以下、具体的実施例により、本発明についてより詳細に説明する。ただし、本発明は、以下に示す実施例に、何ら限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to the following examples.

<石英ガラスロッドの表面のエッチング処理とエッチング量(外径差)の算出>
[実験例1]
図1(a)を参照して説明した方法により、石英ガラスロッドの表面をエッチング処理した。具体的には、以下の通りである。
VAD法で作製した石英ガラスロッドの両端部にダミー母材を同軸状に接続し、反応容器内でこれを一対の回転チャックで把持した後、石英ガラスロッドを軸回りに回転数25rpmで回転させた。石英ガラスロッドとしては、長手方法の長さが約500mmのものを用いた。また、反応容器には外部からクリーンエアを供給し、反応容器が置かれたブース内の圧力を、3〜30Paの範囲内に収まるように調整した。
次いで、石英ガラスロッドをその長手方向においては固定し、その長手方向に沿って、プラズマトーチを15mm/分の速度で移動させることで、石英ガラスロッドの表面をプラズマ火炎でエッチング処理した。このとき、アルゴンガスを30SLMの流量でプラズマトーチに供給し、高周波電源を用いて13.56MHz、6KWの条件で電圧を加えることで、高周波プラズマ火炎を生成させた。そして、生成されたプラズマ火炎に、SFガスを2.5SLMの流量で添加することで、エッチング処理を行った。エッチング処理は、ガラスロッドの一端から他端へ向けてプラズマトーチを一方向のみに二回繰り返して移動させることで、二回行った。なお、エッチング処理の前後において、レーザ外径測定機(キーエンス社製LS−3000シリーズ)を用いて、石英ガラスロッドの外径を長手方向全域において測定した。
そして、一回目のエッチング処理前における石英ガラスロッドの外径の測定値と、二回目のエッチング処理後における石英ガラスロッドの外径の測定値との差(二回のエッチング処理によって生じた石英ガラスロッドの外径差)を、石英ガラスロッドの長手方向全域に渡って算出した。このときの結果を図4に示す。二回のエッチング処理による、石英ガラスロッドの表面のエッチング量は、この外径差の1/2の値となる。
<Etching treatment of quartz glass rod surface and calculation of etching amount (outer diameter difference)>
[Experiment 1]
The surface of the quartz glass rod was etched by the method described with reference to FIG. Specifically, it is as follows.
A dummy base material is coaxially connected to both ends of a quartz glass rod manufactured by the VAD method, and this is gripped by a pair of rotating chucks in a reaction vessel, and then the quartz glass rod is rotated around the axis at a rotational speed of 25 rpm. It was. A quartz glass rod having a length of about 500 mm was used. In addition, clean air was supplied to the reaction vessel from the outside, and the pressure in the booth where the reaction vessel was placed was adjusted to fall within the range of 3 to 30 Pa.
Next, the quartz glass rod was fixed in the longitudinal direction, and the surface of the quartz glass rod was etched with a plasma flame by moving the plasma torch at a speed of 15 mm / min along the longitudinal direction. At this time, argon gas was supplied to the plasma torch at a flow rate of 30 SLM, and a high frequency plasma flame was generated by applying a voltage under the conditions of 13.56 MHz and 6 KW using a high frequency power source. Then, an etching process was performed by adding SF 6 gas to the generated plasma flame at a flow rate of 2.5 SLM. The etching treatment was performed twice by moving the plasma torch twice in only one direction from one end to the other end of the glass rod. In addition, before and after the etching process, the outer diameter of the quartz glass rod was measured in the entire longitudinal direction using a laser outer diameter measuring machine (LS-3000 series manufactured by Keyence Corporation).
Then, the difference between the measured value of the outer diameter of the quartz glass rod before the first etching process and the measured value of the outer diameter of the quartz glass rod after the second etching process (quartz glass produced by the second etching process). The outer diameter difference of the rod was calculated over the entire length of the quartz glass rod. The result at this time is shown in FIG. The etching amount on the surface of the quartz glass rod by the etching process twice is a value of 1/2 of the difference in outer diameter.

[実験例2]
プラズマトーチを石英ガラスロッドの一端から他端へ向けて一回移動させた後、直ちに方向を反転させて、逆方向に一端へ向けて一回移動させることで、二方向に一回ずつ移動させたこと以外は、実験例1と同様にエッチング処理し、二回のエッチング処理によって生じた石英ガラスロッドの外径差を算出した。このときの結果を図4に示す。
[Experiment 2]
After moving the plasma torch once from one end to the other end of the quartz glass rod, immediately reverse the direction and move once in the opposite direction toward one end, moving it once in two directions. Except for this, the etching process was performed in the same manner as in Experimental Example 1, and the difference in the outer diameter of the quartz glass rod produced by the two etching processes was calculated. The result at this time is shown in FIG.

図4に示すように、実験例1では、石英ガラスロッドは一端(一回のエッチング処理開始位置、図中の横軸が0mm近傍の部位)から他端(一回のエッチング処理終了位置、図中の横軸が500mm近傍の部位)へかけて、長手方向における全域で、外径差の変動が抑制されていた。
これに対して、実験例2では、石英ガラスロッドは一端から他端へかけて、長手方向における全域で、外径差が変動していた。具体的には、石英ガラスロッドは概ね、一端から他端へ向かうにつれて、外径差が増大していた。これは、他端がプラズマトーチの反転部位近傍に位置するために、他端に近いほど石英ガラスロッドの表面は、火炎による連続加熱時間が長くなり、二回目のエッチング処理が予熱された状態で行われ、エッチングが促進されたためであった。なお、実験例2では、横軸が0mm及び500mmの近傍の領域で外径差が特に大きく変動して、ノイズが出ているが、これは、ダミー母材の外径を測定したためである。
As shown in FIG. 4, in Experimental Example 1, the quartz glass rod is moved from one end (one etching processing start position, a position where the horizontal axis in the drawing is near 0 mm) to the other end (one etching processing end position, FIG. The variation of the outer diameter difference was suppressed over the entire area in the longitudinal direction, with the horizontal axis in the vicinity of the region around 500 mm.
On the other hand, in Experimental Example 2, the difference in outer diameter of the quartz glass rod fluctuated over the entire region in the longitudinal direction from one end to the other end. Specifically, the difference in outer diameter of the quartz glass rod generally increased from one end to the other end. This is because the other end is located in the vicinity of the reversal part of the plasma torch, and the closer to the other end, the longer the surface of the quartz glass rod is continuously heated by the flame, and the second etching process is preheated. This was because etching was promoted. In Experimental Example 2, the difference between the outer diameters in the region where the horizontal axis is in the vicinity of 0 mm and 500 mm greatly fluctuates and noise is generated. This is because the outer diameter of the dummy base material was measured.

[実施例1]
<光ファイバ用ガラス母材の製造>
図1を参照して説明した方法により、表1に示す条件で、図2(b)に示す構造の光ファイバ用ガラス母材を製造した。具体的には、以下の通りである。
VAD法で作製した石英ガラスロッドの両端部にダミー母材を同軸状に接続し、反応容器内でこれを一対の回転チャックで把持した後、石英ガラスロッドを軸回りに回転数25rpmで回転させた。石英ガラスロッドとしては、長手方法の長さが1500mmであり、コア及び内側クラッドを構成するものを用いた。また、反応容器には外部からクリーンエアを供給し、反応容器が置かれたブース内の圧力を、3〜30Paの範囲内に収まるように調整した。
[Example 1]
<Manufacture of glass preforms for optical fibers>
By the method described with reference to FIG. 1, an optical fiber glass preform having the structure shown in FIG. 2B was manufactured under the conditions shown in Table 1. Specifically, it is as follows.
A dummy base material is coaxially connected to both ends of a quartz glass rod manufactured by the VAD method, and this is gripped by a pair of rotating chucks in a reaction vessel, and then the quartz glass rod is rotated around the axis at a rotational speed of 25 rpm. It was. As the quartz glass rod, a rod having a length of 1500 mm and constituting a core and an inner cladding was used. In addition, clean air was supplied to the reaction vessel from the outside, and the pressure in the booth where the reaction vessel was placed was adjusted to fall within the range of 3 to 30 Pa.

次いで、石英ガラスロッドをその長手方向においては固定し、その長手方向に沿って、プラズマトーチを移動させることで、石英ガラスロッドの表面をプラズマ火炎でエッチング処理した。このとき、アルゴンガスを30SLMの流量でプラズマトーチに供給し、高周波電源を用いて13.56MHz、6KWの条件で電圧を加えることで、高周波プラズマ火炎を生成させた。そして、生成されたプラズマ火炎に、SFガスを2.5SLMの流量で添加することで、エッチング処理を行った。エッチング処理は、ガラスロッドの一端から他端へ向けてプラズマトーチを一方向のみに二回繰り返して移動させることで、二回行った。なお、エッチング処理の前後において、レーザ外径測定機(キーエンス社製LS−3000シリーズ)を用いて、石英ガラスロッドの外径を長手方向全域において測定した。
そして、一回目のエッチング処理前における石英ガラスロッドの外径の測定値と、二回目のエッチング処理後における石英ガラスロッドの外径の測定値との差(二回のエッチング処理によって生じた石英ガラスロッドの外径差)を、石英ガラスロッドの長手方向全域に渡って算出した。
Next, the quartz glass rod was fixed in the longitudinal direction, and the surface of the quartz glass rod was etched with a plasma flame by moving the plasma torch along the longitudinal direction. At this time, argon gas was supplied to the plasma torch at a flow rate of 30 SLM, and a high frequency plasma flame was generated by applying a voltage under the conditions of 13.56 MHz and 6 KW using a high frequency power source. Then, an etching process was performed by adding SF 6 gas to the generated plasma flame at a flow rate of 2.5 SLM. The etching treatment was performed twice by moving the plasma torch twice in only one direction from one end to the other end of the glass rod. In addition, before and after the etching process, the outer diameter of the quartz glass rod was measured in the entire longitudinal direction using a laser outer diameter measuring machine (LS-3000 series manufactured by Keyence Corporation).
Then, the difference between the measured value of the outer diameter of the quartz glass rod before the first etching process and the measured value of the outer diameter of the quartz glass rod after the second etching process (quartz glass produced by the second etching process). The outer diameter difference of the rod was calculated over the entire length of the quartz glass rod.

次いで、エッチング処理がすべて終了した後、石英ガラスロッドをその長手方向においては固定し、その長手方向に沿って、プラズマトーチ及び石英ガラスバーナを同一方向に移動させる(プラズマトーチを追いかけるように石英ガラスバーナを移動させる)ことで、予熱処理及び石英ガラス微粒子の堆積を並行して一回行った。予熱処理は、SFガスを添加しなかったこと以外は、エッチング処理の場合と同様に高周波プラズマ火炎を生成させ、これを用いて行った。また、石英ガラス微粒子は、石英ガラス原料ガス、水素ガス及び酸素ガスを用い、さらに不活性ガスとしてアルゴンガス及び窒素ガスを用いて、酸水素火炎中で生成させることで堆積させた。予熱処理及び石英ガラス微粒子の堆積は、ガラスロッドの一端から他端に向けてプラズマトーチ及び石英ガラスバーナを一方向に一回移動させることで行った。
次いで、石英ガラスバーナの移動を妨げない位置にプラズマトーチを退避させた後、一回目と同方向に石英ガラスバーナのみを複数回繰り返して移動させることにより、石英ガラス微粒子の堆積を複数回行った。
ここまでの工程で、光ファイバ用石英多孔質母材を作製した。
Next, after the etching process is completed, the quartz glass rod is fixed in the longitudinal direction, and the plasma torch and the quartz glass burner are moved in the same direction along the longitudinal direction (the quartz glass is chased to follow the plasma torch). By moving the burner), pre-heat treatment and quartz glass fine particle deposition were performed once in parallel. The pre-heat treatment was performed using a high-frequency plasma flame generated in the same manner as in the etching process except that SF 6 gas was not added. The quartz glass fine particles were deposited by being produced in an oxyhydrogen flame using quartz glass raw material gas, hydrogen gas and oxygen gas, and further using argon gas and nitrogen gas as inert gases. The pre-heat treatment and the deposition of the quartz glass fine particles were performed by moving the plasma torch and the quartz glass burner once in one direction from one end of the glass rod to the other end.
Next, after retracting the plasma torch to a position that does not hinder the movement of the quartz glass burner, the quartz glass fine particles were deposited several times by repeatedly moving only the quartz glass burner in the same direction as the first time. .
Through the steps so far, a quartz porous preform for an optical fiber was produced.

次いで、得られた光ファイバ用石英多孔質母材を焼結炉に入れて、塩素含有ガス雰囲気下で脱水処理した後、SiFとヘリウムの混合ガス中で焼結処理とフッ素添加を同時に行った。
ここまでの工程で、図2(b)に示す構造の光ファイバ用ガラス母材のうち、コア〜トレンチ層の部分を作製した。
Next, the obtained silica porous preform for optical fiber is put into a sintering furnace, dehydrated in a chlorine-containing gas atmosphere, and then subjected to sintering and fluorine addition simultaneously in a mixed gas of SiF 4 and helium. It was.
Through the steps so far, the core-trench layer portion of the optical fiber glass preform having the structure shown in FIG.

次いで、塩素含有ガス雰囲気下での脱水処理を含む、従来の外付け法で、外側クラッドを形成した。
ここまでの工程で、図2(b)に示す構造の光ファイバ用ガラス母材を製造した。
Next, an outer cladding was formed by a conventional external method including dehydration treatment in a chlorine-containing gas atmosphere.
The glass base material for optical fibers having the structure shown in FIG.

<光ファイバの製造>
得られた光ファイバ用ガラス母材を、従来法により素線化して、外側クラッドの外径が125μmの光ファイバを製造した。そして、得られた光ファイバについて、カットオフ波長及びOH損失を測定し、カットオフ波長の標準偏差(σ)を求めた。結果を表1に示す。
<Manufacture of optical fiber>
The obtained glass preform for optical fiber was made into a strand by a conventional method to produce an optical fiber having an outer clad outer diameter of 125 μm. And about the obtained optical fiber, the cutoff wavelength and OH loss were measured, and the standard deviation ((sigma)) of the cutoff wavelength was calculated | required. The results are shown in Table 1.

[実施例2]
表1に示すように、石英ガラスロッドとして、長手方法の長さが500mmであるものを用いたこと以外は、実施例1と同様に、光ファイバ用ガラス母材を製造し、さらに光ファイバを製造した。
得られた光ファイバの、カットオフ波長の標準偏差(σ)及びOH損失を表1に示す。
[Example 2]
As shown in Table 1, a glass preform for an optical fiber was manufactured in the same manner as in Example 1 except that a quartz glass rod having a length of 500 mm was used, and an optical fiber was further manufactured. Manufactured.
Table 1 shows the standard deviation (σ) of the cutoff wavelength and the OH loss of the obtained optical fiber.

[実施例3]
表1に示すように、石英ガラスロッドとして、外径が40mmであるものを用い、エッチング処理時に、トーチの移動速度を55mm/分として酸水素火炎を用いたこと以外は、実施例1と同様に、光ファイバ用ガラス母材を製造し、さらに光ファイバを製造した。
得られた光ファイバの、カットオフ波長の標準偏差(σ)及びOH損失を表1に示す。
[Example 3]
As shown in Table 1, a quartz glass rod having an outer diameter of 40 mm was used, and the etching rate was the same as in Example 1 except that the oxyhydrogen flame was used with a torch moving speed of 55 mm / min. In addition, an optical fiber glass base material was manufactured, and an optical fiber was further manufactured.
Table 1 shows the standard deviation (σ) of the cutoff wavelength and the OH loss of the obtained optical fiber.

[比較例1]
表2に示すように、エッチング処理時に、プラズマトーチを石英ガラスロッドの一端から他端へ向けて一回移動させた後、直ちに方向を反転させて、逆方向に一端へ向けて一回移動させることで、二方向に一回ずつ移動させたこと以外は、実施例1と同様に、光ファイバ用ガラス母材を製造し、さらに光ファイバを製造した。
得られた光ファイバの、カットオフ波長の標準偏差(σ)及びOH損失を表2に示す。
[Comparative Example 1]
As shown in Table 2, during the etching process, after moving the plasma torch once from one end of the quartz glass rod to the other end, the direction is immediately reversed and moved once in the opposite direction toward one end. Thus, a glass preform for optical fiber was manufactured in the same manner as in Example 1 except that it was moved once in two directions, and an optical fiber was further manufactured.
Table 2 shows the standard deviation (σ) of the cutoff wavelength and OH loss of the obtained optical fiber.

[比較例2]
表2に示すように、エッチング処理時に、プラズマトーチの移動速度を80mm/分とし、プラズマトーチを石英ガラスロッドの一端から他端へ向けて一回移動させた後、直ちに方向を反転させて、逆方向に一端へ向けて一回移動させることで、二方向に一回ずつ移動させ、さらに、この操作を一回繰り返して、エッチング処理を合計で4回行ったこと以外は、実施例1と同様に、光ファイバ用ガラス母材を製造し、さらに光ファイバを製造した。
得られた光ファイバの、カットオフ波長の標準偏差(σ)及びOH損失を表2に示す。
[Comparative Example 2]
As shown in Table 2, during the etching process, the moving speed of the plasma torch was 80 mm / min, and after moving the plasma torch once from one end of the quartz glass rod to the other end, the direction was immediately reversed, Example 1 except that it was moved once in one direction in the opposite direction, moved once in two directions, and this operation was repeated once to perform the etching process a total of four times. Similarly, an optical fiber glass preform was manufactured, and an optical fiber was manufactured.
Table 2 shows the standard deviation (σ) of the cutoff wavelength and OH loss of the obtained optical fiber.

[比較例3]
表1に示すように、石英ガラスロッドとして、外径が40mmであるものを用い、エッチング処理時に、トーチの移動速度を55mm/分として酸水素火炎を用い、トーチを石英ガラスロッドの一端から他端へ向けて一回移動させた後、直ちに方向を反転させて、逆方向に一端へ向けて一回移動させることで、二方向に一回ずつ移動させたこと以外は、実施例1と同様に、光ファイバ用ガラス母材を製造し、さらに光ファイバを製造した。
得られた光ファイバの、カットオフ波長の標準偏差(σ)及びOH損失を表2に示す。
[Comparative Example 3]
As shown in Table 1, a quartz glass rod having an outer diameter of 40 mm is used, and during the etching process, an oxyhydrogen flame is used with a torch moving speed of 55 mm / min, and the torch is moved from one end of the quartz glass rod. After moving once toward the end, immediately reverse the direction, and move once in the opposite direction toward one end, so that it is moved once in two directions, the same as in Example 1. In addition, an optical fiber glass base material was manufactured, and an optical fiber was further manufactured.
Table 2 shows the standard deviation (σ) of the cutoff wavelength and OH loss of the obtained optical fiber.

Figure 0005952656
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Figure 0005952656
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表1及び2に示すように、実施例1〜3では、石英ガラスロッドの外径差の変動値が0.02〜0.03mm(エッチング量の変動値が0.01〜0.015mm)に抑制されており、その結果、得られた光ファイバは、カットオフ波長の標準偏差(σ)、すなわち変動値が抑制され、優れた光学特性を有していた。
これに対し、比較例1〜3では、石英ガラスロッドの外径差の変動値が0.08〜0.10mm(エッチング量の変動値が0.04〜0.05mm)と大きく、その結果、得られた光ファイバは、カットオフ波長の変動値が大きかった。
光ファイバのOH損失は、実施例1〜3と比較例1〜3とでは、同等であった。
以上のように、本発明は顕著に優れた効果を奏することが確認できた。これは、実施例1と比較例1及び2との比較、並びに実施例3と比較例3との比較から、より明らかである。
As shown in Tables 1 and 2, in Examples 1 to 3, the fluctuation value of the outer diameter difference of the quartz glass rod is 0.02 to 0.03 mm (the fluctuation value of the etching amount is 0.01 to 0.015 mm). As a result, the obtained optical fiber had excellent optical characteristics with the standard deviation (σ) of the cutoff wavelength, that is, the fluctuation value suppressed.
On the other hand, in Comparative Examples 1 to 3, the fluctuation value of the outer diameter difference of the quartz glass rod is as large as 0.08 to 0.10 mm (the fluctuation value of the etching amount is 0.04 to 0.05 mm). The obtained optical fiber had a large fluctuation value of the cutoff wavelength.
The OH loss of the optical fiber was the same in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3.
As described above, it was confirmed that the present invention has a remarkably excellent effect. This is more apparent from a comparison between Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 and a comparison between Example 3 and Comparative Example 3.

本発明は、光ファイバの製造に利用可能である。   The present invention can be used for manufacturing optical fibers.

1,2・・・光ファイバ用ガラス母材、10・・・石英ガラスロッド、11・・・コア、12・・・内側クラッド、13・・・外側クラッド、14・・・トレンチ層、4・・・火炎、5・・・石英ガラスバーナ、6・・・トーチ、7・・・反応容器、8・・・回転チャック、9・・・ダミー母材   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2 ... Glass base material for optical fibers, 10 ... Quartz glass rod, 11 ... Core, 12 ... Inner clad, 13 ... Outer clad, 14 ... Trench layer, 4. .. Flame, 5 ... Quartz glass burner, 6 ... Torch, 7 ... Reaction vessel, 8 ... Rotary chuck, 9 ... Dummy base material

Claims (5)

石英ガラスロッドの表面を火炎でエッチング処理した後、該エッチング処理面に石英ガラス微粒子を堆積させて光ファイバ用石英多孔質母材とし、該光ファイバ用石英多孔質母材を透明ガラス化する工程を有する、光ファイバ用ガラス母材の製造方法であって、
前記エッチング処理は、前記石英ガラスロッドに対して、その長手方向に沿って、前記火炎を生成するトーチを一方向のみに複数回相対移動させ、前記トーチの前記石英ガラスロッドに対する相対移動を、前記石英ガラスロッドの一端から開始して、他端へ向けて行うことを特徴とする光ファイバ用ガラス母材の製造方法。
A step of etching the surface of the quartz glass rod with a flame and then depositing quartz glass fine particles on the etched surface to form a quartz porous preform for optical fiber, and converting the quartz porous preform for optical fiber to transparent glass A method for producing a glass preform for an optical fiber, comprising:
The etching process moves the torch for generating the flame relative to the quartz glass rod a plurality of times in only one direction along the longitudinal direction, and the relative movement of the torch with respect to the quartz glass rod is A method for producing a glass preform for an optical fiber, which is performed from one end of a quartz glass rod toward the other end .
前記エッチング処理は、前記石英ガラスロッドに対して、その長手方向に沿って、前記火炎を生成するトーチを一方向のみに複数回相対移動させ、一回の相対移動で、前記石英ガラスロッドの一端から他端まで、前記トーチを相対移動させることで行うことを特徴とする請求項1に記載の光ファイバ用ガラス母材の製造方法。In the etching process, the quartz glass rod is moved relative to the quartz glass rod a plurality of times in only one direction along the longitudinal direction, and one end of the quartz glass rod is moved by one relative movement. The method for producing a glass preform for optical fiber according to claim 1, wherein the torch is moved relative to the other end. 前記エッチング処理の前後において、前記石英ガラスロッドの外径を測定し、エッチング量を算出することを特徴とする請求項1又は2に記載の光ファイバ用ガラス母材の製造方法。 The method for producing a glass preform for an optical fiber according to claim 1 or 2 , wherein an outer diameter of the quartz glass rod is measured before and after the etching process to calculate an etching amount. 前記エッチング量を算出後、その値を目的値と比較し、前記石英ガラスロッドに対して、その長手方向に沿って、前記トーチを一方向のみに相対移動させることで行う、エッチング処理の追加の有無を判断することを特徴とする請求項に記載の光ファイバ用ガラス母材の製造方法。 After calculating the etching amount, the value is compared with a target value, and the torch is moved relative to the quartz glass rod in only one direction along the longitudinal direction. Presence or absence is judged, The manufacturing method of the glass base material for optical fibers of Claim 3 characterized by the above-mentioned. 前記火炎がプラズマ火炎であることを特徴とする請求項1〜のいずれか一項に記載の光ファイバ用ガラス母材の製造方法。 The said flame is a plasma flame, The manufacturing method of the glass base material for optical fibers as described in any one of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned.
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